标题:
应用于高速数据的带滤波连接器
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作者:
forsuccess
时间:
2012-3-31 22:47
标题:
应用于高速数据的带滤波连接器
集成的连接器模块在LAN应用中扮演着接口和电路保护的角色。
现今的高速系统中，传统的连接器正在被ICM（集成的连接器模块）所取代，这种器件包括了标准的RJ-45连接器和分立的变换器。除了为本地网络提供电接口，这类滤波连接器还提供了网络电缆与所在设备间独立的屏障，以抑制传导EMI和辐射EMI，这些功能是无滤波连接器不具备的。
虽然ICM看起来和RJ-45连接器一样，但一些特性使得ICM与众不同。为了确保ICM能达到所在设备的特定要求，设计工程师在设计阶段应和ICM供应商共同研究。
集成分立变换器的连接器被用于当今的高速系统
在选择ICM时应注意的问题包括被传送的数据的速率和类型、连接方式，以及应用的环境。同时要考虑的因素还有电的指标、耐久性（durability rating）、RJ-45的材料和机械规格。
ICM的考虑因素
由于ICM也是数据传递的一部分，有几个电参数需要说明。这些参数决定了ICM对信号质量的影响，包括插入损耗、回波损耗、共膜抑制和串扰。
速率是选择ICM时的首要考虑因素。当数据的传输速率——10Base-T、100Base-Tx还是1000Base-T——确定了，工程师要决定ICM是否需要有PoE能力。如果部件的说明上没有明确指出，就很可能不提供PoE。
连接器在什么温度条件下应用？是否需要ICM在更宽的温度范围工作呢？确认核心材料能否承受低温环境是非常重要的。当温度为-40～0℃，电感值就会下降，可能将不兼容IEEE。因此，需要鲁棒性好的磁性材料。
RJ-45的耐久性由插入力、拨出力和插入保持（plug-in-jack retention）等决定，这需要检查在屏蔽、连接处和外壳使用的材料。
插口的数量
一旦上述问题确定了，设计者就要计算出需要多少个插口。标准ICM的配置为单口到最多16个口。
多个口的应用时，插口可以安排在单排，或是两排叠放，还可以包含一个或两个USB连接器。
插口的类型
当插口的数量和配置的类型确定了，下一步要决定“tab up”还是“tab down”，以及端接是表面贴型还是通孔焊接型。
另一个需要明确的是选择每个插口上信号器的个数，例如LED信号灯的个数。LED有单色、双色和多色几种，可以表示速率、电源通电和PoE使能等信息，每个插口最多可以有两个LED。
机械规格
关于机械规格，工程师应该考虑到需要什么尺寸、什么配置、多少引脚。引脚排列是往往被认为是标准的，其实各个制造商之间有很大区别，如表1所示。
表1 连接器在LAN市场的应用
台式PC
台式PC使用1×1平台和1个带过滤的RJ-45连接器，还可能带有两个USB，笔记本电脑则需要矮版（11.30mm）的部件。无论是10/100Base-Tx还是1000Base-T，速率决定了连接器平台的类型。
桥接设备
交换机和路由器等桥接设备一般需要2×n的平台。可以采用2×4（8插口）、2×6（12插口）或2×8（16插口）任意组合，由最合适的插口数量确定。
SOHO应用
在SOHO应用中，1×2、1×4、1×6或1×8等1×n平台最为常用。正如前面讲的，由系统所需的插口数量来确定平台的组合。
然而，要考虑EMI和数据完整性时，不是所有滤波连接器都具有相同的鲁棒性。为了避免这个问题，PCB的设计有时需要磁性材料提供商的参与以进行系统级的评估。
另外，若选择非标准的2×n引脚排列，可能会需要重新设计，拖延上市时间。总之，要认识到主要的标准和系统的需要。
服务器
服务器的机架式、塔式和刀片式解决方案主要采用高速1U或2U平台。试图满足EMI标准时，为机架式服务器选择G比特模块是具有挑战性的。
有文档/打印数据共享等多种功能的高性能、节省空间的服务器需要1×n平台。如果系统在-40～0℃的环境中使用，则需要工作温度范围更宽的ICM。
宽带
对于电缆和xDSL等宽带产品，低成本、高容量的1×1、1×2滤波连接器最适合。大量的应用仍然需要10/100Base-Tx，通常使用1×1闭锁平台。
使用集成模块的优势愈加明显，它与分立解决方案的价格差距在缩小，而且能够间接的节约成本，例如节省PCB的空间、将单个元件的数量最小化，以及提高产量。虽然有用户定制的部件，但定制的优势和标准件成本及时间优势无法相提并论。
游戏产业应用
在游戏产业的应用中，往往使用和宽带应用相同的低成本1×1 10/100 Base-Tx。当然，在某些应用中也需要较高的速率，这时可以使用的1000Base-T的ICM。
无线应用
在基站和接入点等无线应用中，需要带有1个PoE标准兼容插口的1×n平台。一些PoE兼容的磁性元件可以在极端温度条件下工作，适合工业以太网的应用。
现在有很多无线接入点有5个以太网插口。由于市场上5插口的标准平台不多，最佳的解决方案是使用一个1×4和一个1×1的ICM。
NIC
网络接口卡（NIC）需要的速率是10/100Base-Tx或1000Base-T。后来的一些解决方案使用了PCI Express卡代替传统的NIC。
更快的速率意味着很可能会有更大的噪声。在这种情况下，最佳方案是选用一个有很好的共模衰减的滤波连接器。
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